DE3226989C2

DE3226989C2 - Verfahren zur Aufbringung eines Acrylharzlackes

Info

Publication number: DE3226989C2
Application number: DE3226989A
Authority: DE
Inventors: Raymond Wayne Warren Mich. Hatfield
Original assignee: Ladney Michael Jun Grosse Pointe Shores Mich Us
Current assignee: Ladney Michael Jun Grosse Pointe Shores Mich Us
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1982-07-19
Publication date: 1985-02-14
Also published as: BR8204228A; FR2510000B1; FR2510000A1; JPS5824385A; SE8204411L; SE450343B; IT8248822A0; CA1156882A; GB2102306B; IT1148360B; JPS6210709B2; GB2102306A; SE8204411D0; US4388353A; AU8565382A; AU534142B2; DE3226989A1

Abstract

Ein Lack, der einen hitzeempfindlichen Katalysator aufweist, wird mittels einer Spritzpistole, der ein großes Volumen an erhitzter Luft unter niedrigem Druck zugeführt wird, auf ein Werkstück aufgebracht. Die erhitzte Luft bewirkt eine Aktivierung des Katalysators im wesentlichen sofort nach dem Austritt aus der Spritzpistole, so daß auf diese Weise eine lackierte Oberfläche erreicht wird, die innerhalb einer minimalen Zeitspanne staubfrei wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbringung eines Acrylharzlackes mittels einer Spritzpistole auf ein Werkstück.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE-OS 28 18 093 bekannt. Hitzehärtende Lacke (Einbrennlacke), wie beispielsweise Acrylharzlacke, trocknen aufgrund einer fortschreitenden Vernetzungsreaktion, deren Geschwindigkeit in erster Linie durch die Temperatur bestimmt wird, bei der die Reaktion stattfindet. Um ein rasches Trocknen zu erreichen, werden die spritzlakkierten Teile normalerweise unmittelbar nach der Lakkierung auf einer erhöhten Temperatur (etwa 120— 175°C) über eine vorgegebene Zeitdauer gebrannt. Je nach den Umgebungsbedingungen und der Sauberkeit der umgebenden Atmosphäre besitzen die spritzlackierten Teile jedoch häufig Oberflächenfehler, die auf Staub und andere Verschmutzungen zurückgehen, welche an der spritzlackierten Oberfläche anhaften, bevor diese in ausreichender Weise getrocknet ist, d. h. zwischen dem Zeitpunkt der Spritzlackierung und dem Zeitpunkt der Einführung in den Brennofen. Je schneller ein hitzehärtender Lack in einen staubfreien Zustand aushärten kann, desto geringer ist die Neigung für Staub und andere Verschmutzungen an der lackierten Oberfläche anzuhaften. Die Herstellung einer glatten und fehlerfreien Oberfläche wird dadurch wahrscheinlicher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art zu schaffen, mit dem fehlerfreie, glatte Oberflächen hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sorgt die Merkmalskombination aus der Verwendung des Katalysators und dem hohen Volumen der unter niedrigem Druck stehenden Zerstäubungsluft bei erhöhter Temperatur für eine staubfreie Oberfläche innerhalb einer minimalen Zeitdauer.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Zerstäubungsluft im erhitzten Zustand einer Spritzpistole zugeführt. Die Luft wird in irgendeiner geeigneten Weise erhitzt. Da es wünschenswert ist, ein großes Volumen von unter niedrigem Druck stehender Luft einzusetzen, ist für diesen Zweck insbesondere ein Flügelrad-Gebläse. bei dem eine Vielzahl von Turbinenflügeln Verwendung findet, geeignet. Durch Verwendung von Luft, die unter einem relativ niedrigen Druck (0,07 bis 0Λ8 bar) steht, wird ein Minimum an Turbulenzen an der Spritzdüse und an der Oberläche des zu lackierenden Teiles erzielt. Dieses Fehlen von Turbulenzen führt nicht nur zu weniger Staub, sondern bewirkt des weiteren, daß der Sprühnebel glatt und relativ gleichmäßig in kleine Rillen und Risse des zu lackierenden Teiles eindringen kann. Dies ist insbesondere beim Lackieren von abgedeckten Werkstücken von Bedeutung, da dann der Lack oder irgendeine andere Farbe so aufgebracht werden kann, daß er unmittelbar bis zum Rand der Maskierung dringt und somit eine scharfe Grenzlinie zwischen der lackierten und abgedeckten Oberfläche vorsieht. Ferner neigt der Lack aufgrund des Fehlens von Turbulenzen nicht dazu, unter die Ränder der Maskierung zu kriechen bzw. dort aufzutreffen, so daß zwischen der Maskierung und dem zu lackierenden Teil keine extrem enge Passung erforderlich ist, wie dies beim herkömmlich durchgeführten Spritzlackieren unter einem Druck von 4,13 bar der Fall sein muß. Wenn ein Werkstück beispielsweise wahlweise mit einem galvanischen Chrom-Überzug versehen werden soll und daher unter Verwendung einer Maskierung mit einer Schutzfarbe besprüht wird, ist eine scharfe Grenzlinie äußerst wichtig, um den Aufbau einer Chromablagerung entlang der Linie zwischen galvanisch behandelten und lackierten Teilen des Werkstückes zu verhindern.
Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Gebläse kann es sich um ein Gebläse bekannter Bauart handeln, entweder einstufig oder mehrstufig, das in der Lage ist eine große Luftmenge (2,54 bis 7,07 mVmin) zu liefern und die Luft auf eine erhöhte Temperatur im Bereich von 10 bis 66⁰C über der Umgebungstemperatur zu erhitzen.

Die Temperatur an der Düse der Spritzpistole hängt von der am Gebläse erzeugten Lufttemperatur, der Umgebungstemperatur, der Länge der Luftleitung oder des Luftschlauches zwischen dem Gebläse und der Spritzpistole und dem Ausmaß ab, in dem die Luftleitung oder der Luftschlauch isoliert ist. Nach der erfindungsgemäßen Lehre sollte die Temperatur der von der Düse der Spritzpistole abgegebenen Luft in einem Beieich von 44-60° C liegen.

Der Einsatz einer großen Menge an erhitzter Luft ist mit vielen Vorteilen verbunden. Abgesehen von der Tatsache, daß dadurch das Verdampfen des Lösungsmittels gefördert und mit einem höheren Harzanteil des Lackes gearbeitet werden kann, wird die Aktivierung des Katalysators im Lack nahezu sofort eingeleitet, so daß eine staubfreie Lackoberfläche innerhalb von einer bis drei Minuten entsteht, während man mit herkömmlichen Spritztechniken bei einem Druck von etwa 4,13 bar fünf bis zehn Minuten oder mehr benötigt. Mit dem Ausdruck »staubfrei« soll ein Härtungsgrad be-

fö zeichnet werden, bei dem Staub nicht mehr an der lakkierten Oberfläche anhaftet. Die Herstellung einer staubfreien Oberfläche in einer minimalen Zeitspanne ist nahezu bei jedem Lackiervorgang von extrem wich-

tiger Bedeutung, da in der umgebenden Atmosphäre zumindest immer ein geringer Staubanteil vorhanden ist Da die erhitzte Luft die Aktivierung des Katalysators nahezu unmittelbar dann bewirkt, wenn der Lack die Spritzdüse verläßt, und auch das Verdampfen des s Lösungsmittels im Vergleich zu herkömmlichen, unter hohem Druck arbeitenden Spritztechniken wesentlich beschleunigt, wird in einem schnellen Zeitraum eine glatte und fehlerfreie Oberfläche erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für beliebige Acrylharzlacke geeignet Bei dem verwendeten Katalysator handelt es sich um irgendeinen geeigneten organischen Säure-Katalysator. Zu hervorragenden Ergebnissen hat eine 75°/oige Lösung von Phenylsäurephosphat in Butylalkohol geführt. Der Katalysator wird dem Lack in einer Menge von 1 —5% zugesetzt

Bei einem bevorzugten Verfahren zum Aufbringen des mit dem Katalysator versehenen Lackes werden, die Spritzpistole und das Gebläse so gesteuert, daß die Temperatur der Luft an der Spritzpistole 44—6O⁰C beträgt, daß ein Druck von 0,14—0,28 bar vorhanden ist und daß die Luftmenge zwischen 3,39 und 4,52 mVmin liegt.

Diese Temperatur-, Druck- und Mengenbereiche sind jedoch von dem speziellen zu lackierenden Teil, den Umgebungsbedingungen und den entsprechenden Zielsetzungen abhängig. In jedem Fall leitet die erhitzte Luft die katalytische Reaktion nahezu sofort ein, und diese Reaktion läuft mit einer Geschwindigkeit ab, die von der Umgebungstemperatur abhängig ist. Auf diese Weise wird eine staubfreie Lackoberfläche erzeugt, lange bevor das Teil in den Brennofen eintritt.

Unter üblichen Bedingungen, bei denen die Umgebungstemperatur etwa 16—21°C beträgt, wird eine staubfreie Oberfläche in etwa 1 bis 3 Minuten erhalten, wenn der Lack in der erfindungsgemäßen Weise aufgebracht wird. Bei einer in der Fertigung eingesetzten erfindungsgemäß ausgebildeten Spritzanlage werden die lackierten Teile staubfrei, wenn sie zum Brennofen gefördert werden. Die lackierten Teile können mit einer Temperatur gebrannt werden, die nicht höher ist als 6O⁰C. Dies ist ebenfalls von Bedeutung, da viele Werkstücke aus Kunststoff keinen Brenntemperaturen ausgesetzt werden können, die wesentlich höher sind als 60° C, beispielsweise Temperaturen von 120 bis 175⁰C, bei denen lackierte bzw. emaillierte Teile normalerweise gebrannt werden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufbringung eines Acrylharzlakkes mittels einer Spritzpistole auf ein Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lack ein hitzeempfindlicher organischer Säurekatalysator zugesetzt wird, die Zerstäubungsluft der Spritzpistole unter einem Druck von 0.07 bis 0.48 bar gehalten, in einer Menge von 2.54 bis 7.07 mVmin zugeführt und derart erhitzt wird, daß ihre Temperatur beim Austritt aus der Düse zwischen 44 und 60" C gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator eine Lösung aus Phenylsäurephosphat in Butylalkohol verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator dem Lack in einer Menge von 1 —5 Gew.-% zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lackierte Teil bei einer Temperatur von mindestens 6O⁰C gebrannt wird, nachdem dessen Oberfläche staubfrei geworden ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte Luft der Düse in einer Menge von 3,40—4.53 mVmin zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft der Düse mit einem Druck von 0.14—0,28 bar zugeführt wird.